ЕЛЕМЕНТИ ТЕОРІЇ ВІДНОСНОСТІ
ПОСТУЛАТИ СУЧАСНОЇ ТЕОРІЇ ВІДНОСНОСТІ. ПЕРЕТВОРЕННЯ ЛОРЕНЦА
1. Усі закони фізики в усіх інерційних системах відліку однакові (принцип відносності Ейнштейна).
2. Швидкість світла у вакуумі (с) не залежить від швидкості руху джерела, тобто с однакова в усіх інерційних системах відліку (с -- інваріант).
Відповідно до постулатів СТВ між координатами х та х' і часом t та t' у двох інерційних системах відліку існують співвідношення, які називаються перетвореннями Лоренца:
ВИСНОВКИ СТВ
1. ВІДНОСНІСТЬ ОДНОЧАСНОСТІ
Події, одночасні в одній інерційній системі відліку, не одночасні в інших інерційних системах, рухомих відносно першої.
Розрізняють події просторово-часові і причинно-наслідкові.
Якщо подія причинно-наслідкова, то неможлива система відліку, в якій наслідкова подія випередила б подію причинову.
2. ВІДНОСНІСТЬ ПРОМІЖКУ ЧАСУ
Час, виміряний у системі відліку, де точки системи нерухомі, називається власним часом (t0). Час у рухомій системі відліку:
Якщо υ « с, то t = t0 -- класична механіка.
Релятивістське уповільнення часу в рухомій системі відліку в
експериментально підтверджено.
3. ВІДНОСНІСТЬ ДОВЖИНИ (ВІДСТАНЕЙ)
Довжина тіла в системі відліку, відносно якої воно перебуває в спокої, називається власного довжиною l0.
Лоренціеве скорочення довжини -- зменшення довжини в напрямку руху:
При υ « с маємо l = l0 -- класична механіка,
-- кінематичний ефект.
4. РЕЛЯТИВІСТСЬКИЙ ЗАКОН ДОДАВАННЯ ШВИДКОСТЕЙ
Релятивістський закон додавання швидкостей:
Якщо u'= c, υ = с, то u = с. Якщо u' «с, υ «с, то u= u' + υ -- класична механіка.
Швидкість світла у вакуумі (с) -- гранична швидкість у нашому Всесвіті.
5. ІМПУЛЬС ТІЛА І МАСА В СТВ. ДРУГИЙ ЗАКОН НЬЮТОНА В СТВ
Імпульс тіла, як і в класичній механіці, пропорційний швидкості ( де m -- релятивістська маса тіла):
Якщо υ→ с, то m→
Власна маса -- m0 (маса спокою).
Жодна частини; (тіло) з масою спокою m0, відмінною від нуля, не може рухатися зі швидкістю, яка дорівнює чи перевищує швидкість світла у вакуумі (тільки менше с).
Другий закон Ньютона в імпульсній формі такий самий, як у класичній механіці:
6. ЗАКОН ВЗАЄМОЗВ'ЯЗКУ МАСИ ТА ЕНЕРГІЇ
Закон взаємозв'язку маси та енергії:
Енергія спокою тіла (власна енергія тіла) -- це його внутрішня енергія:
Зміні енергії тіла відповідає зміна маси тіла, і навпаки:
У релятивістській фізиці енергія тіла складається із енергії спокою тіла і його кінетичної енергії:
При зміні температури тіла змінюється його внутрішня енергія, відповідно змінюється і його маса.
Масі спокою в 1 а. о. м. (атомну одиницю маси) відповідає енергія 931 МеВ: